Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe

BG Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe Komisja Europejska

Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe

Niniejsze opracowanie zostało po raz pierwszy opublikowane w języku angielskim w 2011 roku (tytuł oryginału Science Education in Europe: National Policies, Practices and Research) przez EACEA, P9 Eurydice Avenue du Bourget 1 (BOU2) B-1140 Brussels Agencja Wykonawcza ds. Edukacji, Kultury i Sektora Audiowizualnego (EACEA) ISBN dla angielskiej wersji językowej 978-92-9201-218-2 DOI dla angielskiej wersji językowej 10.2797/7170 ISBN dla polskiej wersji językowej 978-92-9201-277-9 DOI dla polskiej wersji językowej 10.2797/88138 Przetłumaczono i opublikowano za zgodą EACEA. Pełną odpowiedzialność za polską wersję ponosi: Fundacja Rozwoju Systemu Edukacji Z języka angielskiego przetłumaczył Jakub Czernik Atominium Biuro Tłumaczeń Specjalistycznych Fundacja Rozwoju Systemu Edukacji 00-551 Warszawa ul. Mokotowska 43 Warszawa 2012 ISBN 978-83-62634-83-5 Z wyjątkiem celów komercyjnych, przedruk fragmentów dokumentu dozwolony pod warunkiem podania źródła. Tłumaczenie publikacji sfinansowano ze środków Komisji Europejskiej. Druk publikacji sfinansowano ze środków Ministerstwa Edukacji Narodowej oraz Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

PRZEDMOWA Rozumienie nauki jest uznawane za umiejętność potrzebną każdemu Europejczykowi. Ujawniony w międzynarodowych badaniach niski poziom uczniów w zakresie umiejętności podstawowych doprowadził do przyjęcia w 2009 roku unijnego założenia (ang. benchmark) stwierdzającego, że do 2020 roku odsetek 15-latków o niedostatecznym poziomie umiejętności w zakresie czytania, matematyki oraz nauk ścisłych i przyrodniczych powinien wynosić mniej niż 15% ( 1 ). Aby osiągnąć ten cel do 2020 roku, musimy wspólnie zidentyfikować z jednej strony przeszkody i dziedziny, w których mamy problemy, a z drugiej wprowadzić skuteczne metody. Niniejszy raport, będący analizą porównawczą sposobów nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie, ma przyczynić się do lepszego zrozumienia tych czynników. Wiele raportów międzynarodowych mówi o potencjalnych brakach zasobów ludzkich w kluczowych zawodach związanych z naukami ścisłymi i nawołuje do modernizacji nauczania tych przedmiotów w szkołach. Jak można zwiększyć motywację uczniów, poprawić ich zainteresowanie naukami ścisłymi i jednocześnie podnieść poziom osiąganych przez nich wyników? Czy szkolne przedmioty ścisłe mogą być skierowane do wszystkich uczniów i jednocześnie skutecznie przygotowywać przyszłych naukowców? Około 60% absolwentów studiów wyższych w dziedzinie nauk ścisłych, matematyki i informatyki to mężczyźni. Jak można zwiększyć równowagę płci? Prezentowany raport podejmuje między innymi takie kwestie. Raport jest kontynuacją wydanej w 2006 roku publikacji Nauczanie przedmiotów ścisłych w szkołach w Europie (Science Teaching in Schools in Europe), w której zgromadzono systematyczne informacje na temat regulacji i oficjalnych zaleceń dotyczących nauczania tych przedmiotów. Nowy raport przygotowany przez Eurydice przedstawia bieżące sposoby organizacji nauczania przedmiotów ścisłych w szkołach w Europie i pokazuje skuteczną politykę oraz strategie, przy użyciu których w Europie modernizuje się dydaktykę przedmiotów ścisłych. Podkreślono w nim takie działania, jak partnerstwa szkolne, inicjatywy związane z poradnictwem zawodowym oraz możliwości rozwoju zawodowego nauczycieli. Dokonano też przeglądu istotnych w tej dziedzinie badań. Niniejsza publikacja zawiera cenne dane, porównywalne na poziomie europejskim, i jestem przekonana, że będzie bardzo pomocna wszystkim osobom odpowiedzialnym za poprawę kształcenia w naukach ścisłych i przyrodniczych, a także za podnoszenie poziomu zainteresowania oraz motywacji w tej kluczowej dziedzinie na poziomie krajowym. Androulla Vassiliou Komisarz ds. Edukacji, Kultury, Wielojęzyczności i Młodzieży ( 1 ) Strategiczna rama współpracy europejskiej w zakresie edukacji i szkoleń (ET 2020), Konkluzje Rady, maj 2009, OJL 119, 28.5.2009. 3

SPIS TREŚCI Przedmowa 3 Spis treści 5 Wstęp 7 Streszczenie 9 Rozdział 1: Wyniki uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: Dane z badań międzynarodowych 13 Wstęp 13 1.1. Najważniejsze badania wyników uczniów w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 13 1.2. Wyniki uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych na podstawie badania PISA 15 1.3. Wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych badania TIMSS 19 1.4. Główne czynniki związane z wynikami z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 21 Podsumowanie 24 Rozdział 2: Promowanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: Polityka i strategie 25 Wstęp 25 2.1. Strategie krajowe 25 2.2. Zwiększenie motywacji do nauki przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: partnerstwo szkół, ośrodków kształcenia w tym zakresie i inne działania promocyjne 32 2.3. Poradnictwo zachęcające młodych ludzi do wyboru ścieżki kariery związanej z naukami ścisłymi i przyrodniczymi 48 2.4. Akcje wspierające uczniów szczególnie uzdolnionych w przedmiotach ścisłych i przyrodniczych 53 Podsumowanie 56 Rozdział 3: Organizacja i treści programu nauczania 59 Wstęp 59 3.1. Nauczanie zintegrowane bądź poszczególnych przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 59 3.2. Kontekstowe nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 64 3.3. Teorie i metody dydaktyczne w nauczaniu przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 67 3.4. Wspieranie słabych uczniów 73 3.5. Organizacja nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w szkołach średnich II stopnia 78 3.6. Podręczniki, materiały dydaktyczne i zajęcia pozalekcyjne 80 3.7. Reformy programu nauczania 82 Podsumowanie 85 Rozdział 4: Ocenianie uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 87 Wstęp 87 4.1. Ocenianie uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: przegląd literatury przedmiotu 87 4.2. Zasady oceniania w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 91 4.3. Standaryzowane testy/egzaminy z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 96 4.4. Ocenianie w czasie lekcji przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: wyniki badania TIMSS 2007 101 Podsumowanie 102 5

Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe Rozdział 5: UDOSKONALANIE kształcenia nauczycieli przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 103 Wstęp 103 5.1. Początkowe kształcenie i ustawiczny rozwój zawodowy nauczycieli przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: przegląd wyników aktualnych badań 103 5.2. Programy i projekty poprawy poziomu umiejętności nauczycieli przedmiotów ścisłych i przyrodniczych 110 5.3. Początkowe kształcenie nauczycieli matematyki/przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: programy ogólne i specjalistyczne wyniki badania SITEP 112 Podsumowanie 122 Wnioski 125 Bibliografia 131 Glosariusz 143 Spis rysunków 147 Aneks 149 Podziękowania 157 6

WSTĘP Raport jest poświęcony jednemu z kluczowych obszarów w procesie Edukacja i szkolenia 2020 oraz powiązany z ustalonym na rok 2020 celem osiągania przez uczniów umiejętności podstawowych, obejmujących także przedmioty ścisłe i przyrodnicze. Stanowi też próbę przedstawienia mapy działań i strategii obowiązujących w Europie. Ich celem jest poprawa i rozwój dydaktyki przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w dzisiejszych systemach edukacji. Badamy w nim zarówno strukturalne konteksty i krajowe strategie edukacyjne w dydaktyce tych przedmiotów, jak i dane pochodzące z badań międzynarodowych oraz naukowych. Zakres Główną część raportu stanowi porównawczy przegląd strategii i działań podejmowanych w państwach europejskich na rzecz nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. W raporcie przedstawiono strategie mające na celu zwiększenie zainteresowania uczniów tymi przedmiotami, poprawę motywacji i podniesienie poziomu wyników. Przeanalizowano w nim cechy organizacyjne kształcenia w zakresie przedmiotów ścisłych w Europie oraz rodzaje wsparcia, które przyczyniają się do poprawy postaw uczniów oraz wzrostu ich zainteresowania przedmiotami ścisłymi i przyrodniczymi. Z uzyskanych danych mogą korzystać nauczyciele oraz szkoły. Raport zawiera też przegląd literatury naukowej na temat kształcenia w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych oraz główne ustalenia wyników badań międzynarodowych. Prezentowany raport odnosi się do roku szkolnego 2010/11 i obejmuje wszystkie państwa sieci Eurydice. Tam, gdzie było to istotne, uwzględniono zmiany i reformy zaplanowane na nadchodzące lata. Opisano poziomy ISCED 1, 2 i 3, ale zdecydowana większość raportu poświęcona jest raczej poziomowi kształcenia obowiązkowego niż średniego II stopnia. Źródłami są przede wszystkim oficjalne dokumenty wydawane przez centralne władze oświatowe. Należą do nich dokumenty zawierające strategie i programy. Jednak w państwach, w których takich oficjalnych dokumentów nie ma, oparto się na porozumieniach, również prywatnych, które są uznawane i akceptowane przez publiczne władze oświatowe. Raport zawiera informacje o projektach na mniejszą skalę, jeśli uznano je za istotne dla założonych celów. Oprócz źródeł oficjalnych posłużono się też dostępnymi wynikami badań krajowych. Raport zawiera analizę wyników pilotażowego badania terenowego przeprowadzonego przez EACEA/Eurydyce. W ramach tego badania rozesłano formularz do 2500 nauczycieli nauczania początkowego. Zbierano w nim informacje na temat obowiązujących w Europie praktyk w zakresie początkowego kształcenia w dziedzinie matematyki i przedmiotów ścisłych. Brano pod uwagę wyłącznie szkoły publiczne, z wyjątkiem Belgii, Irlandii i Holandii. W krajach tych uwzględniono też subsydiowane szkoły prywatne, ponieważ uczęszcza do nich większość uczniów (w Holandii konstytucja zapewnia równe traktowanie i finansowanie obu sektorów). W przypadku gdy w programie nauczania nie stosuje się podejścia zintegrowanego, raport obejmuje takie przedmioty, jak fizyka, biologia i chemia. Zgodnie z dostępnymi informacjami (zebranymi w ramach przygotowywania pierwszego raportu Eurydice na temat nauczania przedmiotów ścisłych) są to najczęściej nauczane przedmioty ścisłe i przyrodnicze w państwach europejskich. 7

Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe Struktura W rozdziale 1 zostały zbadane wzorce i wyniki w przedmiotach ścisłych i przyrodniczych uzyskiwane w ważnych badaniach międzynarodowych, jak Program Międzynarodowej Oceny Uczniów (PISA) oraz Międzynarodowe Badanie Wyników Nauczania Matematyki i Nauk Ścisłych (TIMSS). Zostaną w nim sprawdzone różne czynniki, które mogą mieć wpływ na wyniki osiągane przez uczniów (sytuacja rodzinna, cechy uczniów, ich nastawienie, struktura systemu edukacji itp.). Rozdział 2 zawiera przegląd bieżących metod i obowiązujących działań, które mają zwiększać zainteresowanie i motywację uczniów do nauki przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Zaprezentowano w nim krajowe strategie wdrażane w państwach europejskich, których celem jest promowanie przedmiotów ścisłych i umocnienie partnerstwa szkolnego, centrów naukowych i działań o charakterze poradnictwa. Przeanalizowano w nim sposób organizowania różnorodnych inicjatyw, zaangażowane w nie instytucje oraz grupy docelowe, sprawdzając, czy podejmowane są szczególne działania mające zwiększać zainteresowanie dziewcząt przedmiotami ścisłymi. Przedstawiono też metody skierowane do wyjątkowo uzdolnionych uczniów. W rozdziale 3 omówiono sposób organizacji nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w szkołach w Europie. Przedstawiono w nim najważniejsze ustalenia badaczy dotyczące organizacji nauczania przedmiotów ścisłych jako odrębnych przedmiotów lub programu zintegrowanego, nauczania zagadnień ścisłych w szerszym kontekście, teorii i metod dydaktycznych w przedmiotach ścisłych i przyrodniczych. Organizacja nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w państwach europejskich została przedstawiona z uwzględnieniem lat nauki tych przedmiotów w szkołach jako jednego przedmiotu, a następnie podziału na poszczególne przedmioty. Następnie uwzględniono konteksty i specjalne metody dydaktyczne do wykorzystania w przedmiotach ścisłych oraz przyrodniczych, zalecane w dokumentach strategicznych europejskich systemów szkolnych. Przedstawiono zarówno różne sposoby wspierania osób mających trudności z nauką, jak i informacje na temat podręczników szkolnych i specjalnych materiałów dydaktycznych do przedmiotów ścisłych oraz przyrodniczych, a także informacje na temat organizacji zajęć pozalekcyjnych. Rozdział ten zawiera przegląd sposobów nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w szkołach średnich II stopnia. Krótko zostały omówione wprowadzone, trwające lub zaplanowane reformy programów nauczania tych przedmiotów w państwach europejskich. W rozdziale 4 zaprezentowano główne zasady oceniania w przedmiotach ścisłych w różnych państwach. Dokonano krótkiego przeglądu trudności w ocenianiu, a zwłaszcza w przedmiotach ścisłych i przyrodniczych. Następnie przedstawiono analizę porównawczą sposobów oceniania w tych przedmiotach w państwach europejskich. Rozdział zawiera także wskazania dotyczące oceniania w przedmiotach ścisłych i przyrodniczych w szkołach podstawowych oraz średnich I stopnia. Opisano zagadnienia związane ze standaryzacją testów w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, np. organizacja testów standaryzowanych, ich główne cele, zakres oraz treść. Przegląd ten uzupełniają dane z międzynarodowego badania TIMSS, poświęcone ocenianiu w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Rozdział 5 zawiera przegląd ostatnich badań umiejętności i kompetencji wymaganych od nauczycieli przedmiotów ścisłych i przyrodniczych oraz tego, jak można je włączyć do rozwoju zawodowego nauczycieli. Następnie przedstawiono w nim niektóre programy i krajowe inicjatywy mające zwiększać umiejętności nauczycieli przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. W raporcie zaprezentowano analizę wyników pilotażowego badania terenowego 2500 nauczycieli nauczania początkowego, przeprowadzonego przez EACEA/Eurydyce. Zbierano w nim informacje na temat obowiązujących w Europie praktyk w zakresie początkowego kształcenia w dziedzinie matematyki, przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Metodologia Analiza porównawcza została przygotowana na podstawie odpowiedzi z kwestionariusza napisanego przez jednostkę Eurydice w ramach Agencji Wykonawczej ds. Edukacji, Kultury i Sektora Audiowizualnego. Raport sprawdziły wszystkie biura krajowe Eurydice uczestniczące w jego tworzeniu. Metodologię tego badania pilotażowego przedstawiono szczegółowo w rozdziale 5. Wszystkie osoby, które wniosły swój wkład w ten projekt, zostały wymienione na końcu dokumentu. Aby odróżnić niektóre przykłady informacji krajowych od tekstu głównego, użyto innego kroju czcionki. Są to konkretne przykłady ogólnych twierdzeń zawartych w studium porównawczym. Mogą być to także wyjątki od tego, co uznano za ogólny trend w niektórych państwach, lub zawierać szczegóły uzupełniające ogólną tendencję. 8

STRESZCZENIE Państwa finansują wiele pojedynczych programów, ale strategie ogólne należą do rzadkości Niewiele państw europejskich opracowało strategie mające poprawić miejsce przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w edukacji oraz społeczeństwie. Jednak w wielu państwach wdrożono liczne inicjatywy. Trudno jednak zmierzyć wpływ tych pojedynczych działań. W Europie powszechne są strategie współpracy szkół z organizacjami o charakterze naukowym lub przyrodniczym, ale bardzo zróżnicowane są obszary objęte partnerstwem oraz sposoby organizacji. We wszystkie partnerstwa wpisany jest przynajmniej jeden z poniższych celów: promowanie wśród uczniów kultury nauk ścisłych i przyrodniczych, wiedzy i badań; wzrost zrozumienia przez uczniów zastosowania praktycznego nauki; doskonalenie dydaktyki przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w szkołach oraz zwiększenie rekrutacji na studia wyższe w dziedzinie matematyki, nauk ścisłych i technicznych. Centra nauki wyznaczają sobie przynajmniej jeden z wymienionych celów i wnoszą wkład w poprawę nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych poprzez prowadzenie działań skierowanych do uczniów, które daleko wykraczają poza to, co zazwyczaj mogą zaoferować szkoły. Dwie trzecie badanych państw informuje, że na poziomie krajowym nie ma centrów naukowych. Tam, gdzie przygotowano ogólne strategie promocji przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, zazwyczaj ich integralnym elementem jest poradnictwo skierowane do uczniów. Jednak niewiele państw wprowadziło działania poradnicze uwzględniające w szczególny sposób przedmioty ścisłe i przyrodnicze, a w nielicznych zachęcano dziewczęta do wyboru takiej ścieżki kariery zawodowej. W niewielu państwach wprowadzono programy i projekty mające w szczególny sposób wspierać uczniów utalentowanych oraz uzdolnionych w dziedzinie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Zintegrowane nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych odbywa się przede wszystkim na niższych poziomach kształcenia We wszystkich państwach europejskich nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych zaczyna się w formie jednego, zintegrowanego przedmiotu, realizowanego niemal wszędzie w ten sam sposób przez okres kształcenia w szkole podstawowej. W wielu państwach to samo podejście jest kontynuowane przez rok lub dwa lata nauki w szkole średniej I stopnia. Przed ukończeniem nauki w szkole średniej I stopnia przedmioty ścisłe i przyrodnicze zazwyczaj są dzielone na odrębne przedmioty: biologię, chemię i fizykę. W szkołach średnich II stopnia (ISCED 3) w znacznej większości państw europejskich zachowuje się odrębne przedmioty, które często stanowią jedną ze specjalistycznych ścieżek lub gałęzi kształcenia uczniów. Z powodu zróżnicowanego wyboru nie wszystkich uczniów naucza się przedmiotów ścisłych i przyrodniczych na tym samym poziomie trudności i/lub w zakresie tych samych przedmiotów we wszystkich klasach szkół na poziomie ISCED 3. W większości państw europejskich zaleca się nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w szerszym kontekście. Zazwyczaj robi się to ucząc tych przedmiotów z odniesieniem do współczesnych kwestii społecznych. W niemal wszystkich państwach europejskich zaleca się uwzględnienie w tematyce przedmiotów ścisłych i przyrodniczych kwestii ochrony środowiska oraz zastosowania osiągnięć nauki w życiu codziennym. W większości państw europejskich bardziej abstrakcyjne zagadnienia dotyczące metod naukowych, natury nauki lub budowania wiedzy naukowej często są wprowadzane do programów nauczania odrębnych przedmiotów ścisłych i przyrodniczych nauczanych w wyższych klasach. 9

Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe Dokumenty strategiczne w państwach europejskich zawierają różne metody aktywizujące, uczestniczące i badawcze nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych od poziomu szkół podstawowych. W ostatnich sześciu latach w ponad połowie badanych państw europejskich przeprowadzono reformy programu nauczania na różnych poziomach kształcenia. Reformy te miały też wpływ na programy nauczania przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Głównym powodem przeprowadzenia tych reform była chęć wdrożenia podejścia opartego na europejskich kompetencjach kluczowych. Brak szczególnych metod wsparcia dla uczniów mających trudności z przedmiotami ścisłymi i przyrodniczymi Brak jest szczególnych metod wsparcia dla uczniów mających trudności z przedmiotami ścisłymi i przyrodniczymi. Pomoc jest zazwyczaj udzielana w ogólnych ramach pomocy uczniom, którzy mają trudności z poszczególnymi przedmiotami. W kilku państwach wprowadzono ogólnokrajowe programy przezwyciężania niskiego poziomu wyników w szkołach. W większości państw o uruchomieniu tego rodzaju działań decyduje się na poziomie szkolnym. Tradycyjne metody oceniania wciąż najbardziej rozpowszechnione Wskazówki odnoszące się do oceniania uczniów zazwyczaj zawierają rekomendacje metodologii, jakie powinni stosować nauczyciele podczas oceniania. Do najczęściej zalecanych technik należą testy pisemne/ustne, weryfikacja postępów uczniów w klasie oraz ocena ich pracy nad projektami. Należy zaznaczyć, że nie można przeprowadzić wyraźnego podziału na szczególne sposoby oceniania w ramach przedmiotów ścisłych i przyrodniczych oraz na ogólne wskazania dotyczące oceniania ze wszystkich przedmiotów szkolnych. W obu przypadkach zalecane techniki są do siebie zbliżone. W połowie badanych państw i/lub regionów europejskich wiedzę oraz umiejętności uczniów w zakresie przedmiotów ścisłych oraz przyrodniczych ocenia się używając standaryzowanych procedur przynajmniej raz w czasie kształcenia obowiązkowego (ISCED 1 i 2) oraz/lub kształcenia w szkołach średnich II stopnia (ISCED3). Jednak przedmioty ścisłe i przyrodnicze nie mają tak wysokiego statusu, jak matematyka i język ojczysty, choć wydaje się, że w coraz większej liczbie państw są one obejmowane krajowymi procedurami przeprowadzania testów. Krajowe inicjatywy mające poprawiać umiejętności nauczycieli Na podstawie wcześniejszych ewaluacji strategii promocji nauk ścisłych i przyrodniczych wykazano, iż szczególnie istotnym problemem jest podniesienie kompetencji nauczycieli. W państwach, w których obowiązują strategiczne ramy promocji kształcenia w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, jednym z założonych celów jest poprawa kształcenia nauczycieli tych przedmiotów. Partnerstwa zawierane między szkołami, centrami nauki i podobnymi instytucjami mogą być bardzo pomocne w nieformalnym kształceniu nauczycieli. Centra nauki w kilku państwach prowadzą też kursy doskonalenia zawodowego dla nauczycieli. Niemal wszystkie państwa informują, że władze oświatowe uwzględniają kursy doskonalenia zawodowego w oficjalnych programach szkoleń dla już pracujących w zawodzie nauczycieli przedmiotów przyrodniczych i ścisłych. Mniej rozpowszechnione są krajowe inicjatywy w zakresie początkowego kształcenia takich nauczycieli. Na podstawie pilotażowego badania terenowego programów kształcenia nauczycieli nauczania początkowego wykazano, że najważniejsza sprawność kształtowana w trakcie doskonalenia nauczycieli, to wiedza i umiejętność nauczania obowiązującego programu matematyki/przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Jako część programów kształcenia nauczycieli zazwyczaj wymienia się tworzenie szerokiej gamy sytuacji dydaktycznych oraz stosowanie różnych metod dydaktycznych. 10

Streszczenie Często uwzględniane są metody polegające na projektach oraz dociekaniu lub rozwiązywaniu problemów. W programach kształcenia nauczycieli rzadko wspomina się o problemie różnorodności, tzn. o nauczaniu różnych uczniów, uwzględniającym odmienne zainteresowania dziewcząt i chłopców oraz o unikaniu stereotypów dotyczących płci w czasie interakcji z uczniami. Oczywiście, wyniki badania jedynie zwracają uwagę na przygotowanie dydaktyczne nauczycieli, ponieważ ich rzeczywistej wiedzy i umiejętności nie można określić bezpośrednio na podstawie treści programów kształcenia nauczycieli. Jednak wyniki tego badania pokazują, jak obecnie w państwach europejskich szkoli się przyszłych nauczycieli. 11

ROZDZIAŁ 1: WYNIKI UCZNIÓW Z PRZEDMIOTÓW ŚCISŁYCH I PRZYRODNICZYCH: DANE Z BADAŃ MIĘDZYNARODOWYCH Wstęp Międzynarodowe badania oceniania uczniów są przeprowadzane w uzgodnionych ramach konceptualnych i metodologicznych, co ma dostarczyć wskaźników przydatnych pod względem strategicznym. Względne średnie wyniki testów w poszczególnych państwach przykuwają największą uwagę. Od lat 60. XX wieku względny wynik państwa ma znaczący wpływ na politykę edukacyjną danego kraju i skłania do zapożyczania praktyk edukacyjnych od państw osiągających najlepsze wyniki (Steiner-Khamsi, 2003; Takayama, 2008). W tej części prezentujemy średnie wyniki testów i odchylenia standardowe z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych uzyskane w państwach europejskich w najważniejszych badaniach międzynarodowych. Odnotowano dla każdego państwa europejskiego odsetek uczniów, którzy nie osiągnęli podstawowych umiejętności z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, ponieważ państwa członkowskie Unii Europejskiej zobowiązały się do ograniczania liczby uczniów uzyskujących słabe wyniki. Podajemy też podstawowe informacje na temat metodologii międzynarodowych badań nad wynikami z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Międzynarodowe badania mogą pomóc w zrozumieniu zarówno wyraźnych różnic między państwami oraz w ich obrębie, jak i w wyróżnieniu najważniejszych problemów w systemach edukacji. Wskaźniki zaczerpnięte z badań międzynarodowych powinny być jednak stosowane z ostrożnością, ponieważ wiele istotnych czynników mających wpływ na wyniki nauczania znajduje się poza sferą strategii edukacyjnych. Są one zróżnicowane w poszczególnych państwach. Wskaźniki poziomu państw krytykowano jako uproszczone wskaźniki wyników całego systemu szkolnego (Baker i LeTendre, 2005). W trakcie interpretowania wyników należy też uwzględnić kilka problemów metodologicznych, w studiach porównawczych prowadzonych na dużą skalę: np. tłumaczenia mogą powodować rozbieżność znaczeń, a postrzeganie omawianych kwestii może być odmienne wskutek różnic kulturowych potrzeby społeczne i motywacje uczniów mogą być różne w poszczególnych kontekstach kulturowych. Nawet polityczne zaplecza firm, które przeprowadzają badania międzynarodowe, mogą wpływać na oceny (Hopmann, Brinek i Retzl, 2007; Goldstein, 2008). Przestrzega się jednak różnych procedur kontroli jakości, które minimalizują wpływ problemów metodologicznych na możliwość porównywania wyników. 1.1. Najważniejsze badania wyników uczniów w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych Obecnie wyniki uzyskiwane przez uczniów w przedmiotach ścisłych i przyrodniczych ocenia się w dwóch dużych badaniach międzynarodowych TIMSS i PISA. TIMSS (Międzynarodowe Badanie Wyników Nauczania Matematyki i Nauk Ścisłych) mierzy wyniki uczniów czwartej i ósmej klasy w zakresie matematyki i przedmiotów ścisłych ( 2 ). PISA (Program Międzynarodowej Oceny Uczniów) bada wiedzę i umiejętności 15-letnich uczniów w zakresie czytania, matematyki i przedmiotów ścisłych. Oba badania skupiają się na różnych aspektach kształcenia. Generalnie TIMSS ma być próbą oceny wiedzy uczniów, a badanie PISA stara się ustalić, co uczniowie mogą zrobić ze swoją wiedzą. W badaniu TIMSS głównym założeniem organizacyjnym jest program nauczania. Zbierane są trzy aspekty danych: zaplanowany program nauczania w państwach lub systemach nauczania, wdrażany program nauczania rzeczywiście egzekwowany przez nauczycieli oraz osiągnięty program nauczania, czyli to, czego nauczyli się uczniowie (Martin, Mullis i Foy, 2008, s. 25). PISA nie skupia się bezpośrednio na żadnym aspekcie programu nauczania, jego celem jest sprawdzenie, jak 15-letni uczniowie potrafią wykorzystać wiedzę naukową w sytuacjach życia codziennego, przy użyciu technologii i nauk ścisłych. Badanie to skupia się na biegłości naukowej, określanej jako: ( 2 ) W kilku państwach przeprowadza się też tzw. zaawansowany TIMSS, w ramach którego bada się umiejętności ucznia w ostatniej klasie szkoły średniej. 13

Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe Umiejętność wykorzystywania wiedzy naukowej, stawiania pytań i wyciągania wniosków popartych faktami w celu zrozumienia i podjęcia decyzji na temat świata naturalnego oraz zmian wprowadzonych w nim ze względu na działalność człowieka (OECD, 2003, s. 133). Badanie PISA skupiając się na biegłości dotyczy nie tylko programów szkolnych, ale też nauki, która może odbywać się poza szkołą. Badanie TIMSS przeprowadza się co cztery lata, a ostatnie badanie z 2007 roku to czwarty cykl międzynarodowej oceny matematyki i przedmiotów ścisłych ( 3 ). Ponieważ uczniowie klas czwartych w kolejnym badaniu TIMSS stali się uczniami klas ósmych, państwa biorące udział w kolejnych edycjach badania TIMSS zdobywają też informacje o postępach poczynionych w kolejnych klasach ( 4 ). Niewiele jednak państw europejskich brało udział we wszystkich badaniach TIMSS (były to Włochy, Węgry, Słowenia i Zjednoczone Królestwo Anglia). Generalnie w badaniu TIMSS uczestniczy mniej niż połowa z 27 państw członkowskich UE. W ostatniej edycji badania w 15 systemach edukacji objętych siecią Eurydice mierzono wyniki z matematyki i przedmiotów ścisłych oraz przyrodniczych w klasie czwartej, a w 14 systemach w klasie ósmej. Badanie PISA obejmuje niemal wszystkie europejskie systemy edukacji. Jest ono przeprowadzane od 2000 roku co trzy lata, a w ostatnich dwóch edycjach (2006 i 2009) uczestniczyły wszystkie systemy edukacji objęte siecią Eurydice z wyjątkiem Cypru i Malty. Choć w czasie każdej edycji badania monitoruje się osiągnięcia uczniów w trzech głównych dziedzinach przedmiotowych (czytanie, matematyka i przedmioty ścisłe), każde badanie PISA skupia się w szczególny sposób na jednym przedmiocie. Przedmioty ścisłe i przyrodnicze dominowały w 2006 roku, matematyka w 2003 roku, a umiejętność czytania w 2000 i 2009 roku ( 5 ). Gdy w badaniu skoncentrowano się na przedmiotach ścisłych i przyrodniczych, przeznaczono na nie ponad połowę (54%) czasu (OECD, 2007a, s. 22) ( 6 ). W badaniu pojawiły się pytania o nastawienie uczniów do przedmiotów ścisłych i przyrodniczych oraz o ich wiedzę na temat możliwości zawodowych po zdobyciu kompetencji w tym zakresie. Trendy w wynikach z badań przedmiotów ścisłych i przyrodniczych można obliczyć jedynie dla roku 2006 (kiedy badano przede wszystkim te przedmioty) i roku 2009 (wyniki najnowsze). W badaniu TIMSS próba opiera się na klasie, a w badaniu PISA na wieku. Różnice w doborze populacji badanych uczniów powodują pewne konsekwencje. W badaniu TIMSS wszyscy uczniowie 7 przeszli podobne nauczanie, tzn. są w czwartej lub ósmej klasie ( ), ale ich wiek jest różny w poszczególnych państwach uczestniczących w badaniu, w zależności od wieku rozpoczęcia nauki w szkole oraz praktyk związanych z powtarzaniem klas (więcej na ten temat zob. EACEA/Eurydice, 2011). Na przykład w badaniu TIMSS 2007 średni wiek uczniów klas czwartych w państwach europejskich w momencie przeprowadzania badania wynosił od 9,8 do 11 lat (Martin, Mullis i Foy, 2008, s. 34), a w przypadku uczniów klas ósmych od 13,8 do 15 lat (tamże, s. 35). W badaniu PISA wszyscy respondenci mają 15 lat, ale liczba ukończonych lat nauki może być różna, zwłaszcza tam, gdzie możliwe jest powtarzania klas. Standardowa liczba lat nauki w przypadku 15-latków badanych w 2009 roku we wszystkich państwach europejskich wynosiła od 9 do 11 lat, ale w niektórych państwach uczniowie wypełniający test uczęszczali do sześciu różnych klas (7-12). ( 3 ) Opis rozwoju narzędzi, procedur zbierania informacji i metod analitycznych zastosowanych w badaniu TIMSS 2007 zob. Olson, Martin i Mullis (2008). ( 4 ) Ze względu na sposób doboru próby w badaniu biorą udział nie zawsze ci sami uczniowie, ale mają to być osoby reprezentatywne dla całego kraju. ( 5 ) Więcej informacji na temat testów, doboru próby, metodologii stosowanej w analizie danych, cech technicznych projektu i mechanizmów kontroli jakości w badaniu PISA 2000 zob. Adams i Wu (2000). Jeśli chodzi o PISA 2003 zob. OECD (2005); PISA 2006 zob. OECD (2009a), a PISA 2009 zob. OECD (2009b). ( 6 ) Dla porównania w ostatniej edycji badania PISA, w którym skoncentrowano się na umiejętności czytania, łączny czas poświęcony na badanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, stanowił 23% czasu ogólnego (OECD 2010a, s. 24). ( 7 ) W Zjednoczonym Królestwie (Anglia i Szkocja) badano uczniów w piątej i dziewiątej klasie, ponieważ dzieci zaczynają tam naukę w bardzo wczesnym wieku i byliby w trakcie badania bardzo młodzi. Słowenia przechodzi przez reformy strukturalne, po których uczniowie muszą rozpoczynać naukę w szkole w młodszym wieku, w następstwie czego uczniowie klas czwartych i ósmych są w takim wieku, w jakim poprzednio byli uczniowie klas trzecich i siódmych, ale mają za sobą dodatkowy rok nauki. W celu monitorowania tych zmian w Słowenii w poprzednich edycjach badano uczniów klas trzecich i siódmych. Przejście zakończono w klasach czwartych, ale nie klasach ósmych i niektórzy badani uczniowie uczęszczali do klas siódmych (Martin, Mullis i Foy, 2008). 14

Rozdział 1: Wyniki uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: dane z badań międzynarodowych Badanie TIMSS skupia się na programie nauczania, dlatego zbiera się w nim większy niż w przypadku badania PISA zakres informacji kontekstowych wynikających ze środowiska dydaktycznego. Dobieranie jako prób całych klas w szkołach pozwala na zebranie informacji o nauczycielach uczących przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w tych klasach. Nauczyciele wypełniają kwestionariusze dotyczące metod dydaktycznych, jakie stosują podczas realizacji programu nauczania, a także swego kształcenia początkowego i ustawicznego rozwoju zawodowego. Dodatkowo dyrektorzy szkół, do których uczęszczają badani uczniowie, dostarczają informacji na temat zasobów szkoły i atmosfery nauki w placówce. Uczniów pytano też o ich nastawienie do przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, do szkoły, o zainteresowania oraz korzystanie z komputera. Chcąc poznać kontekst dydaktyczny, w badaniu PISA 2006 poproszono dyrektorów szkół o dostarczenie informacji na temat cech szkoły i sposobu nauczania w szkole przedmiotów ścisłych oraz przyrodniczych. Oprócz pytań o konteksty i nastawienie do przedmiotów przyrodniczych i ścisłych uczniowie w 21 państwach europejskich wypełniali dodatkowy kwestionariusz PISA, na podstawie którego zbierano informacje o dostępie do komputerów, częstotliwości i celach korzystania z nich. W dziewięciu państwach europejskich zbierano też informacje na temat inwestycji rodziców w kształcenie dzieci oraz ich poglądów na tematy i zawody związane z przedmiotami ścisłymi i przyrodniczymi. Ocena tych przedmiotów w badaniu TIMSS 2007 opierała się na dwóch wymiarach: treściowym i kognitywnym. W klasach czwartych do trzech dziedzin przedmiotowych należały biologia, fizyka i geografia. W klasach ósmych sprawdzano cztery przedmioty: biologię, chemię, fizykę i geografię. Na obu poziomach poddano ocenie te same wymiary kognitywne wiedzę, jej stosowanie i wnioskowanie (Mullis i in., 2005). W badaniu PISA od 2006 roku odróżnia się znajomość nauk ścisłych od wiedzy na ich temat. Znajomość nauki to rozumienie podstawowych pojęć i teorii naukowych, a wiedza o nauce polega na zrozumieniu natury nauki jako aktywności ludzkiej oraz możliwości i ograniczeń wiedzy naukowej (OECD, 2009b, s. 128). Znajomość nauki obejmuje układy fizyczne, życia, Ziemi i kosmosu oraz technikę. Konkludując, badania TIMSS i PISA miały służyć różnym celom i opierały się na odrębnych, unikatowych ramach oraz zestawach pytań. Dlatego można się spodziewać różnic w wynikach badań dla danego roku lub prognoz dotyczących zmiany tendencji. 1.2. Wyniki uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych na podstawie badania PISA Wyniki badania PISA są podawane na skali o średnim wyniku 500 i standardowym odchyleniu 100 dla uczniów z wszystkich państw OECD uczestniczących w badaniu. W 2006 roku, kiedy ustanowiono standardy wyników w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, wnoszono, że około dwóch trzecich uczniów z państw OECD osiągnęło wynik od 400 do 600 punktów. Skala odnosząca się do przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w badaniu PISA została też podzielona na poziomy biegłości, na podstawie których rozróżnia się i prezentuje to, czego należy normalnie oczekiwać od ucznia, łącząc zadania z poziomami trudności. W 2006 roku na skali wyznaczono sześć poziomów biegłości, których używano w ustalaniu wyników badania PISA 2009 (OECD, 2009b). Średnie osiągnięcia to najczęstszy wskaźnik używany w porównywaniu z poziomem systemów edukacji w międzynarodowych badaniach oceniania uczniów. W 2009 roku w 27 państwach UE średni poziom wyników wyniósł 501,3 ( 8 ) (zob. rysunek 1.1). Podobnie jak w poprzedniej edycji badania (2006) Finlandia zanotowała lepsze wyniki niż w pozostałych 27 państwach UE ( 9 ). Średni wynik dla Finlandii (554) był o około 50 punktów wyższy niż średnia dla 27 państw UE albo wynosił niemal ( 8 ) Są to średnie dane szacunkowe biorące pod uwagę łączną wielkość próby 15-latków z wszystkich 27 państw UE uczestniczących w badaniu PISA w 2009 roku. Średnia dla 27 państw UE została skonstruowana w taki sam sposób, jak ogólny wynik OECD (tzn. średnia w państwach OECD uwzględniająca absolutną wielkość próby). Ogólny wynik dla OECD w roku 2009 wyniósł 496. ( 9 ) To i dalsze porównania opierają się na statystycznym znaczeniu testów na poziomie p<0,05. Oznacza to, że prawdopodobieństwo błędnego stwierdzenia wynosi mniej niż 5%. 15

Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe połowę międzynarodowego odchylenia standardowego. Jednak fińscy uczniowie poradzili sobie gorzej niż uczniowie z najlepszego regionu Szanghaj (Chiny) (575) i na mniej więcej takim samym poziomie, jak uczniowie z Korei (539) i Hongkongu (Chiny) (549). Rysunek 1.1. Średnie wyniki i odchylenie standardowe w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych u uczniów 15-letnich, 2009 Słabe wyniki / Duży rozrzut Średni wynik Wysokie wyniki / Duży rozrzut Odchylenie standardowe Niewielkie wyniki / Mały rozrzut Wysokie wyniki / Mały rozrzut UE-27 BE fr BE de BE nl BG CZ DK DE EE IE EL ES FR IT CY LV LT LU Średni wynik 2009 501 482 519 526 439 501 499 520 528 508 470 488 498 489 x 494 491 484 Różnica z rokiem 2006 3,6-3,7 3,0-3,1 5,2-12,4 3,4 4,8-3,6-0,3-3,3-0,1 3,0 13,4 x 4,4 3,4-2,4 Odchylenie standardowe 2009 98 109 89 98 106 97 92 101 84 97 92 88 103 97 x 78 85 105 Różnica z rokiem 2006-2,0 5,4-8,6 5,3-1,1-1,1-1,2 0,6 0,6 2,7-0,6-3,0 1,0 1,1 x -6,3-4,9 7,7 HU MT NL AT PL PT RO SI SK FI SE UK ( 1 ) UK- SCT IS LI NO TR Średni wynik 2009 503 x 522 494 508 493 428 512 490 554 495 514 514 496 520 500 454 Różnica z rokiem 2006-1,3 x -2,7-16,5 10,3 18,6 9,8-7,0 1,9-9,2-8,2-1,1-0,5 4,8-2,3 13,4 30,1 Odchylenie standardowe 2009 87 x 96 102 87 83 79 94 95 89 100 99 96 95 87 90 81 Różnica z rokiem 2006-1,7 x 0,5 m -3,0-5,2-2,3-4,0 2,3 3,6 5,6-8,3-4,2-1,5-9,5-6,5-2,5 m brak możliwości porównania x Państwa, które nie uczestniczyły w badaniu Źródło: OECD, baza danych PISA 2009 i 2006. UK ( 1 ): UK-ENG/WLS/NIR 16

Rozdział 1: Wyniki uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: dane z badań międzynarodowych Objaśnienia Dwa zacienione obszary oznaczają średnie wyniki dla 27 państw UE. Są to przedziały, które uwzględniają błędy standardowe. Dla lepszej czytelności średnie wyniki państw zaprezentowano jako kropki, ale należy pamiętać, że te wskaźniki także są przedziałami. Kropki, które znajdują się blisko obszaru średniej dla UE, mogą nie różnić się znacząco od średniej dla UE. Wartości, które są statystycznie znacząco (p<0,05) różne od średniej dla 27 państw UE (albo różne od zera, jeśli brać pod uwagę różnice), zostały wskazane jako pogrubione wyniki w tabeli. Krajowe informacje szczegółowe Austria: Trendy nie są porównywalne wprost, ponieważ niektóre szkoły austriackie bojkotowały badanie PISA 2009 (zob. OECD, 2010c). Jednak wyniki Austrii włączono do średniej dla 27 państw UE. Na drugim końcu skali znaleźli się uczniowie z Bułgarii, Rumunii i Turcji, którzy osiągnęli znacząco niższe średnie wyniki niż ich koledzy ze wszystkich pozostałych państw sieci Eurydice uczestniczących w badaniu. Średnie wyniki w tych państwach były o około 50-70 punktów niższe niż średnia dla 27 państw UE. W tych państwach odnotowano najniższe wyniki także w 2006 roku. W Turcji jednak znacząco poprawił się wynik średnio o 30 punktów. Tylko 11% różnic w wynikach uczniów powstaje między poszczególnymi państwami ( 10 ). Pozostała część zachodzi w obrębie państw, tzn. między programami edukacyjnymi, szkołami i uczniami w szkołach. Rozmieszczenie wyników w państwie albo różnica między najsłabszymi i najlepszymi wynikami uczniów jest wskaźnikiem równości efektów kształcenia. W 2009 roku w 27 państwach UE standardowe odchylenie wynosiło 98,0 (zob. rysunek 1.1), co oznacza, że około dwie trzecie uczniów w państwach unijnych osiągnęło wyniki między 403 a 599 punktów. Państwa o podobnych wynikach średnich mogą charakteryzować się różnymi zakresami wyników uczniów. Dlatego w trakcie dokonywania porównań między poszczególnymi państwami należy brać pod uwagę nie tylko średni wynik uczniów w danym państwie, ale też zakres wyników. Na rysunku 1.1 połączono te dwa wskaźniki, pokazując na osi X średnie wyniki państw (wskaźnik skuteczności systemów edukacji), a na osi Y odchylenie standardowe (wskaźnik równości systemów edukacji). Państwa, w których występują znacząco wyższe wyniki i znacząco niższe odchylenia standardowe niż średnia dla 27 państw UE, można uznać za posiadające skuteczne i równe wyniki kształcenia (zob. rysunek 1.1, niższy prawy obszar). Jeśli chodzi o wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, systemy edukacji w Belgii (Wspólnota Niemieckojęzyczna), Estonii, Polsce, Słowenii, Finlandii i Liechtensteinie można uznać za skuteczne i wyrównane. Druga strona rysunku 1.1 (górna lewa część) wskazuje państwa o wysokich odchyleniach standardowych i niskich wynikach średnich. W Belgii (Wspólnota Francuska), Bułgarii i Luksemburgu różnica między uczniami osiągającymi wysokie i słabe wyniki jest wyższa niż średnia dla UE, a ich wyniki znajdują się poniżej średniej UE. Szkoły i nauczyciele w tych państwach muszą radzić sobie z bardzo zróżnicowanymi umiejętnościami uczniów. Dlatego jednym ze sposobów poprawy wyników ogólnych mogłoby być skupienie się na osobach osiągających najsłabsze wyniki. W kilku państwach europejskich średnie wyniki z czytania są niższe niż średnia unijna, ale różnice w wynikach uczniów nie są zbyt duże. Grecja, Hiszpania, Łotwa, Litwa, Portugalia, Rumunia i Turcja muszą więc zająć się wynikami z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych na różnych poziomach biegłości, jeśli mają poprawić wyniki średnie. Odsetek uczniów, którzy nie zdobyli podstawowych umiejętności w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, to kolejny ważny wskaźnik jakości i równości kształcenia. Państwa członkowskie UE wyznaczyły cel: ograniczenie odsetka 15-latków osiągających słabe wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych poniżej poziomu 15% do 2020 roku ( 11 ). Uczniowie, którzy nie osiągnęli w badaniu PISA poziomu 2, są przez Radę Unii Europejskiej traktowani jako osoby osiągające słabe wyniki. Według OECD (2007a, s. 43) uczniowie osiągający poziom 1 mają tak ograniczoną wiedzę w zakresie ( 10 ) Wyliczenia na podstawie trojpoziomowego (państwo szkoła uczeń) modelu dla 27 państw UE uczestniczących w badaniu. ( 11 ) Konkluzje Rady z 12 maja 2009 r. na temat strategicznej ramy europejskiej współpracy w zakresie edukacji i szkoleń (ET 2020). OJ C 119, 28.5.2009. 17

Nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w Europie: polityka, praktyka i badania naukowe zagadnień ścisłych, że potrafią ją zastosować w niewielu znanych sobie sytuacjach. Na podstawie dostarczonych danych są w stanie dostarczyć jedynie oczywistych wyjaśnień. Uczniowie osiągający wyniki poniżej poziomu 1 nie wykazują podstawowych kompetencji w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w najłatwiejszych zadaniach z badań PISA. Brak takich umiejętności może im uniemożliwić uczestniczenie w pełni w społeczeństwie i gospodarce. W 2009 roku średnio w 27 państwach UE 17,7% uczniów osiągało słabe wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych patrz rysunek 1.2. Jedynie w Belgii (Wspólnota Flamandzka i Niemieckojęzyczna), Estonii, Polsce i Finlandii osiągnięto już założony przez UE cel (tzn. utrzymanie liczby uczniów o słabych wynikach na poziomie poniżej 15%). Wskaźnik osiągających słabe wyniki wynosił około 15% w kilku państwach europejskich, w tym w Niemczech, Irlandii, Łotwie, na Węgrzech, w Holandii, Słowenii, Zjednoczonym Królestwie i Lichtensteinie. Odsetek zaś uczniów, którym brakuje podstawowych umiejętności czytania, był szczególnie wysoki w Bułgarii i Rumunii. Około 40% uczniów z tych państw nie osiągnęło 2 poziomu biegłości. W Turcji odsetek osiągających słabe wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych był równie wysoki w 2006 roku, ale do 2009 roku liczba ta spadła do 30%. Rysunek 1.2. Odsetek 15-letnich uczniów osiągających słabe wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, 2009 UE-27 BE fr BE de BE nl BG CZ DK DE EE IE EL ES FR IT LV LT LU 2009 17,7 24,6 12,0 12,9 38,8 17,3 16,6 14,8 8,3 15,2 25,3 18,2 19,3 20,6 14,7 17,0 23,7 Δ -2,0 0,4-3,5 1,3-3,8 1,8-1,9-0,6 0,7-0,3 1,2-1,4-1,9-4,6-2,7-3,3 1,6 HU NL AT PL PT RO SI SK FI SE UK ( 1 ) UK-SCT IS LI NO TR 2009 14,1 13,2 20,9 13,1 16,5 41,4 14,8 19,3 6,0 19,1 15,1 14,1 17,9 11,3 15,8 30,0 Δ -0,9 0,2 m -3,8-8,0-5,5 0,9-0,9 1,9 2,8-1,8-0,5-2,6-1,6-5,3-16,6 Δ różnica w stosunku do roku 2006 Źródło: OECD, baza danych PISA 2006 i 2009. Objaśnienia Uzyskujący słabe wyniki uczniowie, którzy nie osiągnęli 2 poziomu (< 409,5). m brak możliwości porównania x państwa, które nie uczestniczyły w badaniu Wartości istotne statystycznie (p < 0,05) różne od zera wskazano poprzez pogrubienie. Krajowe informacje szczegółowe UK ( 1 ): UK-ENG/WLS/NIR Austria: Trendy nie są porównywalne wprost, ponieważ niektóre szkoły austriackie bojkotowały badanie PISA 2009 (zob. OECD, 2010c). Jednak wyniki Austrii włączono do średniej dla 27 państw UE. Rozpatrując średnie tendencje w wynikach z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w 27 państwach UE, odnotowano pewną poprawę w stosunku do wyników badania PISA z 2006 roku. Choć wzrost średnich wyników z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w 27 państwach UE nie był istotny statystycznie, odsetek uczniów bez podstawowych umiejętności w tym zakresie znacząco spadł w porównaniu z rokiem 2006 (o 2%, błąd standardowy 0,51). Dodatkowo wydaje się, że rozrzut wyników uczniów w 27 państwach UE uległ poprawie, ponieważ odchylenie standardowe dla wyników z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych spadło z poziomu 100 w 2006 roku do 98 w 2009 roku 18

Rozdział 1: Wyniki uczniów z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych: dane z badań międzynarodowych (różnica -2,0 przy błędzie standardowym 0,88 jest istotna statystycznie). Choć poprawa nie jest duża, należy wziąć pod uwagę fakt, że nastąpiła na przestrzeni zaledwie trzech lat. W kilku państwach doszło do znacznych zmian wyników z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych. Włochy, Polska, Portugalia, Norwegia i Turcja odnotowały pozytywne zmiany wzrost średnich wyników i spadek odsetka uczniów mających problemy w stosunku do roku 2006. W Turcji wyniki poprawiły się o 30 punktów, co jest równe niemal połowie poziomu biegłości. W Portugalii także doszło do znacznego wzrostu, wynoszącego 19 punktów. W obu państwach także znacząco spadł odsetek uczniów osiągających słabe wyniki (w Turcji o 17%, a w Portugalii o 8%). Z kolei spadek średnich wyników z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych był znaczny w Republice Czeskiej (-12 punktów), Słowenii (-7 punktów) i Finlandii (-9 punktów). Pomimo tych zmian wszystkie te państwa utrzymują się na średnim poziomie europejskim (lub powyżej średniego), a Finlandia pozostaje drugim państwem na świecie według skali osiągnięć w badaniu PISA. Odsetek osób uzyskujących słabe wyniki w Szwecji wzrósł z 16% do 19%. W Finlandii odsetek uczniów z wynikami poniżej poziomu 2 wzrósł z 4% do 6%, ale i tak jest to najniższy wynik ze wszystkich państw biorących udział w badaniu PISA 2009 (podobnie było w 2006 roku). W badaniu PISA 2006 dokonano rozróżnienia między znajomością nauki (wiedza na temat różnych dyscyplin naukowych i świata naturalnego) oraz wiedzą o nauce jako formie ludzkiego dociekania. Pierwsza obejmuje zrozumienie zasadniczych koncepcji naukowych i teorii; druga w jaki sposób naukowcy pozyskują dowody i wykorzystują dane. Na podstawie wyników badania PISA 2006 wykazano, że w większości państw europejskich znajomość nauki przewyższa wiedzę o nauce. Szczególnie zauważalne było to w przypadku państw wschodnio-europejskich, gdzie uczniowie radzili sobie słabiej z pytaniami dotyczącymi rozumienia natury pracy naukowej i myślenia naukowego. Jeśli chodzi o pytania o znajomość nauki uczniowie uzyskiwali o ponad 20 punktów więcej w Republice Czeskiej, na Węgrzech i w Słowacji; a ponad 10 punktów więcej w Bułgarii, Estonii, na Litwie, w Austrii, Polsce, Słowenii, Szwecji i Norwegii. Z kolei Francja była jedynym państwem europejskim, w którym uczniowie uzyskiwali średnio o ponad 20 punktów wyższe wyniki w pytaniach o wiedzę o nauce niż o znajomość nauki. Także w Belgii i Holandii uczniowie otrzymali o 10 punktów więcej w odpowiedziach na takie pytania (OECD, 2007a, 2007b). 1.3. Wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych badania TIMSS Skale wyników badania TIMSS powstały przy użyciu podobnej metodologii, co w badaniu PISA. Skale TIMSS w zakresie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, w klasach czwartych i ósmych, opierają się na ocenach z roku 1995 wyniki średnie państw uczestniczących w badaniu TIMSS w 1995 roku wyznaczono na poziomie 500, a odchylenie standardowe 100 (Martin, Mullis i Foy, 2008). W badaniu TIMSS uczestniczy stosunkowo niewiele państw europejskich i nie zawsze te same państwa testują uczniów klas czwartych i ósmych, w tej części nie znajdzie się więc wiele porównań ze średnią dla Unii Europejskiej. Zamiast tego skupimy się na poszczególnych państwach. Na rysunku 1.3 pokazano średnią dla UE ( 12 ). W klasach czwartych najwyższe średnie wyniki (542 punkty) z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych osiągnęli uczniowie na Łotwie (tylko uczniowie nauczani w języku łotewskim) i w Zjednoczonym Królestwie (Anglia). Były to też jedyne dwa systemy kształcenia, w których wyniki przewyższały średnią dla UE. Wyniki te były jednak znacząco niższe niż wyniki najlepszych na świecie: Singapuru (587 punktów), Chińskiego Tajpej (557 punktów) i Hongkongu Specjalny Region Administracyjny (554 punkty). Państwa azjatyckie osiągały już najlepsze wyniki z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w obu klasach we wcześniejszym badaniu TIMSS. Z klas ósmych najlepsze wyniki osiągali uczniowie z Singapuru (567 punktów), a następnie z Chińskiego Tajpej (561 punktów), Japonii (554 punkty) i Republiki Korei (553 punkty). Za tymi państwami azjatyckimi uplasowały się ( 12 ) Są to średnie dane szacunkowe uwzględniające łączną wielkość populacji w każdym z 27 państw UE uczestniczących w badaniu TIMSS w 2007 roku. 19